วันพฤหัสบดีที่ 20 กันยายน พ.ศ. 2561
บริการข่าวไทยรัฐ

ข่าว

วิดีโอ


ไฮบริดครองโลก PORSCHE 919 LMP1

รถยนต์ต้นแบบ Le Mans Prototype Porsche 919 Hybrid ปรากฏตัวขึ้นที่ประเทศเยอรมนีเป็นครั้งแรกของปี 2016 เพื่อร่วมลงทำการแข่งขันระยะยาวกว่า 6 ชั่วโมงที่ Nürburgring นับเป็นสนามที่ 4 ในรายการแข่งขัน FIA World Endurance Championship ฤดูกาลนี้ โดยเป็นการลงสนามเพื่อป้องกันตำแหน่งในฐานะผู้นำบนตารางคะแนนสะสมและแชมป์เก่า ในขณะเดียวกันการแข่งขันรายการนี้ยังถือได้ว่าเป็นโอกาสที่ดีในการพัฒนาเทคโนโลยีขับเคลื่อนแบบใหม่สำหรับรถสปอร์ตในอนาคต ผลที่ได้จากการพัฒนา Porsche 919 Hybrid ค่าย Porsche ใช้โอกาสนี้ในการสร้างสรรค์เทคโนโลยีรถแข่งพลังงานผสมเครื่องยนต์บวกมอเตอร์ไฟฟ้าเพื่อรองรับการแข่งขันกีฬาความเร็วด้วยการให้กำเนิด “Mission E” ต้นแบบ

รถสปอร์ตไฟฟ้าเต็มรูปแบบแห่งอนาคตเปิดตัวสู่สายตาสาธารณชนเป็นครั้งแรกเมื่อปี 2015 ที่ผ่านมา วิศวกรและนักออกแบบของ Porsche ได้ติดตั้งเทคโนโลยีขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้าแรงดันสูงถึง 800 โวลต์ ซึ่งได้รับการถ่ายทอดความก้าวหน้าดังกล่าวจากรถแข่ง Prototype ผลลัพธ์ที่เกิดจากความมุ่งมั่นทุ่มเทและสร้างขึ้นจากขีดสุดของนวัตกรรมเทคโนโลยีทุกอย่างที่ Porsche ออกแบบดีไซน์ขึ้นได้รับการติดตั้งลงในสุดยอดรถแข่งเจ้าของ ตำแหน่ง ชนะเลิศรายการ Le Mans 2 สมัย – โดยเฉพาะอย่างยิ่งในเชิงของหลักปรัชญาที่ใช้ในการขับเคลื่อน อันประกอบด้วย เครื่องยนต์ เบนซิน V4 ขนาดความจุ 2.0 ลิตร พร้อมระบบอัดอากาศเทอร์โบชาร์จ เสริมการทำงานเพื่อประสิทธิภาพสูงสุดจากมอเตอร์ไฟฟ้าสมรรถนะสูงด้วยการพัฒนาขึ้นจากปอร์เช่โดยตรง รวมทั้งระบบชาร์จพลังงานไฟฟ้าย้อนกลับแบบ 2 ช่องทาง หรือ two different energy recovery systems

ในขณะที่ระบบเบรกทำงานนั้นเครื่องกำเนิดไฟฟ้าซึ่งติดตั้งอยู่บริเวณเพลาขับล้อคู่หน้าจะรับหน้าที่ในการเปลี่ยนแปลงพลังงานจลน์ของตัวรถกลับมาเก็บสะสมในรูปแบบของพลังงานไฟฟ้าในส่วนการทำงานของระบบระบายไอเสียชุดเทอร์ไบน์จะทำหน้าที่ขับเคลื่อนเทอร์โบชาร์จเจอร์ไปพร้อมกับการสร้างพลังงานไฟฟ้าโดยแบ่งเป็นพลังงานไฟฟ้าที่ได้จากระบบเบรก 60% และที่เหลือ 40 % ได้จากระบบระบายไอเสีย สำหรับพลังงานไฟฟ้าที่สร้างขึ้นนั้นจะถูกเก็บสะสมไว้เป็นการชั่วคราวด้วยแบตเตอรี่แบบ lithium-ion และจ่ายพลังงานให้แก่ระบบมอเตอร์ขับเคลื่อนตามความต้องการในลักษณะของ “On demand” ซึ่งหมายความว่า เมื่อผู้ขับขี่ต้องการอัตราเร่งจากรถยนต์และกดปุ่มสั่งการทำงานเพื่อเพิ่มสมรรถนะขับเคลื่อน ด้วยสภาวะการทำงานดังกล่าวนี้ ผลที่ได้คือพละกำลังจากเครื่องยนต์สันดาปภายใน แรงม้า 500 แรงม้า (368 กิโลวัตต์) ผสานกับกำลังเพิ่มเติมอีกกว่า 400 แรงม้า (294 กิโลวัตต์) ที่ได้ รับจากมอเตอร์ไฟฟ้าก่อกำเนิดประสิทธิภาพที่เหนือชั้นยิ่งกว่าด้วยการปฏิบัติหน้าที่อันสอดประสานเป็นหนึ่งเดียวกันของระบบชาร์จพลังงานไฟฟ้าย้อนกลับแบบ 2 ช่องทาง ให้สมรรถนะการขับขี่ที่ยอดเยี่ยม

ในทุกครั้งที่มีการทำงานของระบบเบรกพลังงาน ไฟฟ้าจะได้รับการเก็บสะสมเพื่อนำกลับมาใช้ต่อไปในการแข่งขันที่ Nürburgring ซึ่งมีระยะทางกว่า5.148 กิโลเมตรรอบสนามสถานการณ์ดังกล่าวจะเกิดขึ้นถึง 17 ครั้งต่อการขับขี่รอบสนาม 1 รอบด้วยการเบรกก่อนการเข้าโค้งทุกโค้ง ปริมาณของพลังงานที่ได้รับการชาร์จกลับขึ้นอยู่กับสภาวะของ การเบรกที่เกิดขึ้นจริงในขณะนั้นหรือ กล่าวได้อีกความหมายหนึ่งว่าพลังงานที่ได้รับการชาร์จกลับมานั้นจะขึ้นอยู่กับความเร็วของรถยนต์ที่ผู้ขับขี่ควบคุมมาจนถึงทางโค้ง วิธีการเบรก และลักษณะการเข้า โค้งต่างๆ ซึ่งพลังงานไฟฟ้าจะถูกสร้างขึ้นจนกระทั่งผู้ขับขี่ยุติการเบรกและเร่งเครื่องออกจากโค้งไป จุดมุ่งหมายของกระบวนการดังกล่าวเพื่อนำพลังงานกลับมาใช้ให้มากที่สุดเท่าที่จะทำได้สิ่งที่เกิดขึ้น หลังจากนั้นคือการที่ผู้ขับขี่เหยียบคันเร่งเพื่อเรียกพละกำลังที่ถูกเก็บสะสมอยู่มาใช้และแน่นอนว่า สมรรถนะส่วนหนึ่งของตัวรถจะได้มาจากแบตเตอรี่ในรูปแบบของพลังงานไฟฟ้านั่นเอง

ระบบเครื่องยนต์สันดาปภายในรับหน้าที่ขับเคลื่อนล้อคู่หลังระบบมอเตอร์ไฟฟ้าประสิทธิภาพสูงคือส่วนที่ทำหน้าที่ในการขับเคลื่อนล้อคู่หน้า รถแข่งปอร์เช่ 919 สามารถเร่งออกตัวจากทางโค้งของสนามได้โดยปราศจากการสูญเสียแรงขับเคลื่อนด้วยการทำงานของ ระบบ all-wheel drive และขั้นตอน อีกส่วนหนึ่งของการชาร์จพลังงานย้อนกลับจะเกิดขึ้นเนื่องจากการทำงานของชุดเทอร์ไบน์ในระบบระบายไอเสียนั่นเอง ด้วยสภาวะการทำงานในรอบเครื่องยนต์สูงอย่างต่อเนื่องนั้น สร้างแรงดันให้เพิ่มขึ้นในระบบระบายไอเสียเพื่อขับเคลื่อนชุดเทอร์โบชาร์จเจอร์จะทำหน้าที่ขับเคลื่อนอุปกรณ์กำเนิดพลังงานไฟฟ้าไปพร้อมกัน ทั้งนี้กระบวนการสะสมพลังงานดังกล่าวจะถูกจำกัดประสิทธิภาพจากกฎข้อบังคับของการแข่งขันที่ได้รับการกำหนดขึ้น นักแข่งจะสามารถใช้น้ำมันเชื้อเพลิงได้ไม่เกิน 1.8 ลิตร ต่อการวิ่ง 1 รอบสนามและใช้พลังงานไฟฟ้าได้ไม่เกิน 1.3 กิโลวัตต์ชั่วโมง (4.68 เมกะจูลส์) ซึ่งต้องผ่านการคิดคำนวณอัตราการใช้เชื้อเพลิงมาเป็นอย่างดีเพื่อให้เกิดการใช้พลังงานทั้ง 2 ลักษณะด้วยความคุ้มค่าสูงสุดโดยไม่มากและไม่น้อยไปกว่าข้อกำหนดในการวิ่งครบ 1 รอบสนามนั่นเอง

ในกรณีที่ใช้พลังงาน มากเกินกฎข้อบังคับดังกล่าว ทีมแข่งจะถูกลงโทษ และหากใช้พลังงานน้อยเกินไปนั่นหมายความว่า สมรรถนะการขับขี่ของรถแข่งจะลดน้อยลงตามไปด้วย ดังนั้นนักแข่งมีหน้าที่สำคัญที่จะต้องบังคับควบคุมรถแข่งทั้งในเชิงของการเบรก และการเร่งเครื่องยนต์เพื่อรักษาอัตราสิ้นเปลืองอันเหมาะสมที่สุดไว้ตลอดระยะเวลาที่ลงสนามหากเรานำกฎข้อบังคับดังกล่าวมาคำนวณโดยใช้ระยะทาง 13.629 กิโลเมตรรอบสนามแข่ง Le Mans เป็นเกณฑ์ ปริมาณของพลังงานไฟฟ้าที่ได้รับอนุญาตให้ใช้จะอยู่ที่ 2.22 กิโลวัตต์ ชั่วโมงหรือประมาณ 8 เมกะจูล ซึ่งถือเป็นค่าของพลังงานที่สูงที่สุดเท่าที่ข้อกำหนดของการแข่งขันจะยอมรับได้ Porsche 919 Hybrid คือรถแข่งคันแรกและเป็นโรงงานผู้ผลิตเพียงรายเดียวของรายการแข่งขันที่สามารถสร้างสรรค์รถแข่งของตนเองรวมทั้งผลักดันประสิทธิภาพให้เกิดขึ้นได้จนถึงระดับสูงสุดตามข้อกำหนดดังกล่าวตั้งแต่ฤดูกาล 2015 ที่ผ่านมา

สำหรับฤดูกาลแข่งขันปี 2016 นี้ Toyota เป็นทีมโรงงานอีกทีมหนึ่งที่สามารถออกแบบรถแข่งให้ใช้พลังงานไฟฟ้าที่ระดับ 8 เมกะจูลได้เช่นเดียวกัน ในส่วนของทีม Audi ยังคงใช้ รถแข่งที่มีพลังงานระดับ 6 เมกะจูลเท่านั้นแนวคิดของระบบชาร์จพลังงานย้อนกลับซึ่งติดตั้งในรถแข่ง 919 Hybrid นั้นมีความ ใกล้เคียงกับการทำงานของระบบอิสระสองระบบที่แยกหน้าที่กันอย่างเสรี ดังนั้นแล้วจึงมีความชัดเจน อย่างยิ่งในเหตุผลที่ Porsche เลือกใช้การเก็บสะสมพลังงานผ่านระบบเบรกจากล้อคู่หน้าซึ่งสามารถสร้าง พลังงานจำนวนมหาศาลไปพร้อมๆ กับฟังก์ชั่นการทำงานหลักที่ไม่มีการขาดตกบกพร่องแม้แต่น้อยสำหรับระบบชาร์จพลังงานย้อนกลับแบบที่ 2 นั้น ปอร์เช่ได้พิจารณาทางเลือกจาก 2 รูปแบบอันได้แก่ การสะสมพลังงานจากระบบเบรกในล้อคู่หลังหรือการใช้ประโยชน์จากระบบระบายไอเสียและตัวเลือกที่ดีที่สุดนั้นคือพลังงานที่ได้กลับมาด้วยระบบระบายไอเสียนั่นเองจากข้อได้เปรียบ เช่น: น้ำหนักเบาและประสิทธิภาพที่สูงกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับการชาร์จพลังงานย้อนกลับผ่านระบบเบรกซึ่งมีระยะเวลาในการทำงานขณะวิ่งอยู่บนสนามน้อยกว่า เนื่องจากในสภาพการแข่งขันจริงนั้น รถแข่งจะต้องถูกเร่งเครื่องบ่อยครั้งกว่าถูกเบรกด้วยเหตุนี้การชาร์จพลังงานย้อนกลับผ่านระบบระบายไอเสีย จึงเป็นทางเลือกที่เหมาะสมกว่าอย่างเห็นได้ชัดทั้งในแง่ของการลดน้ำหนักที่ไม่จำเป็น และระยะเวลาที่เปิดโอกาสให้ระบบได้ทำงานอย่างเต็มที่ ด้วยการทำงานของเครื่องยนต์สันดาปภายใน รถแข่ง Porsche 919 จึงมีกำลังขับเคลื่อนมหาศาลที่ถูกถ่ายทอดไปยังล้อคู่หลังถึงแม้ว่าวิธีการนี้จะก่อให้เกิดอาการลื่นไถลของล้อและตามมาด้วยการสึกหรอของยางในระดับสูงก็ตาม

ด้วยหลักการออกแบบและพัฒนาที่ Porsche ยึดถือปฏิบัติ ส่งผลต่อการตัดสินใจที่กล้าหาญอย่างยิ่งในการติดตั้งระบบขับเคลื่อนด้วยแรงดัน ไฟฟ้าระดับสูงถึง 800 โวลท์ ให้แก่รถแข่ง 919 และเนื่องจากแรงดันไฟฟ้าสูงเป็นพิเศษดังกล่าวนั้น ทำให้ส่วนประกอบอื่นๆ ที่เกี่ยวข้องจำเป็นต้องได้รับการพัฒนาขึ้นใหม่ทั้งหมด เพื่อให้สามารถรอง รับประสิทธิภาพการทำงานที่เพิ่มขึ้นเช่นเดียวกันไม่ว่าจะเป็น แบตเตอรี่, อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์, มอเตอร์ และเทคโนโลยีระบบชาร์จไฟฟ้าทั้งหมด ล้วนแล้วแต่ได้รับการสร้างสรรค์ขึ้นจากความทุ่มเทของทีมงานปอร์เช่ นับเป็นการยากอย่างยิ่งในการจัดเตรียมชิ้นส่วนอุปกรณ์เพื่อรองรับการทำงานภายใต้แรงดันไฟฟ้าที่มี
ความต่างสูงเป็นพิเศษเช่นนี้ ไม่ว่าจะเป็นพื้นที่สำหรับติดตั้งอุปกรณ์ทั้งหมด เครื่องกำเนิดพลังงานไฟฟ้าบนล้อช่วยแรง (Flywheel generator) ตัวเก็บประจุชนิดพิเศษ (supercapacitors) หรือแม้แต่ แบตเตอรี่

Porsche เลือกใช้แบตเตอรี่แบบ liquid-cooled lithium-ion ซึ่งประกอบขึ้นจากเซลล์อิสระติดตั้งภายในแคปซูลโลหะทรงกระบอกขนาดความสูง 7 เซนติเมตรและมีเส้นผ่านศูนย์กลางขนาด 1.8 เซนติเมตรนับร้อยๆ เซลล์ ในสภาวะการขับขี่ทั้งบนถนนสาธารณะและเส้นทางในสนามแข่งขันระดับของกำลังและพลังงานจะได้ รับการปรับให้อยู่ในภาวะสมดุลเสมอ เพื่อให้เกิดประสิทธิภาพสูงสุดทั้งในส่วนของการชาร์จพลังงานย้อนกลับและการปลดปล่อยพลังงานอย่างรวดเร็ว รวมไปถึงปริมาณของระดับพลังงานที่เหมาะสมในการเก็บรักษา โดยเฉพาะอย่างยิ่งในระหว่างการแข่งขัน ซึ่งนักขับจะต้องทำการเบรกและเร่งเครื่องอย่างหนักหน่วงอยู่ตลอดเวลา จึงจำเป็นที่ระบบจะต้องสามารถกักเก็บพลังงานที่สร้างขึ้นผ่านระบบเบรกและถ่ายทอดพลังงานอย่างรวดเร็วแม่นยำทันทีเมื่อเหยียบคันเร่งตอบสนองทุกความต้องการของนักขับได้ในทุกสถานการณ์ที่ต้องเผชิญหากเปรียบเทียบกับการใช้งานอุปกรณ์ทั่วไปในชีวิตประจำวัน

พลังงานไฟฟ้าที่เกิดขึ้นจากรถแข่ง 919 Hybrid นั้น สามารถชาร์จแบตเตอรี่ lithium-ion ของโทรศัพท์มือถือที่ไม่มีกำลังไฟเหลืออยู่เลยจนเต็มความจุได้ภายในระยะเวลาน้อยกว่า 1 วินาที ดังนั้นจะเห็นได้ว่าระดับของพลังงาน นั้นมีความสำคัญเป็นอย่างยิ่งและส่งผลโดยตรงกับปริมาณของพลังงานหรือความจุที่สามารถเก็บสะสมได้ รถยนต์ขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้าที่ใช้กันอยู่ในปัจจุบันนี้ความจุพลังงานที่สามารถเก็บสะสมได้จะถูกแปลงออกมาในรูปแบบของระยะทางที่รถสามารถเคลื่อนที่ได้นั่นเองและด้วยเหตุผลข้างต้น ความจำเป็น พื้นฐานของรถแข่งที่วิ่งอยู่ในสนามจึงแตกต่างกันกับรถสาธารณะที่วิ่งอยู่บนท้องถนนทั่วไป สำหรับ Porsche 919 ได้รับการสร้างขึ้นด้วยนวัตกรรมเทคโนโลยี hybrid ที่มีระบบการบริหารจัดการพลังงานที่ยอดเยี่ยมเหนือจินตนาการ รถแข่งคันดังกล่าวผ่านกระบวนการทดสอบในศูนย์ทดลองเพื่อให้ได้มาซึ่งระบบ hybrid ล้ำอนาคตบรรจุองค์ความรู้ทุกชนิดที่ได้รับจากการเข้าร่วมแข่งขันในคลาส LMP1 อาทิ เทคโนโลยีการระบายความร้อนให้แก่อุปกรณ์สะสมพลังงาน (แบตเตอรี่) และมอเตอร์ขับเคลื่อน เทคโนโลยีการเชื่อมต่อวงจรไฟฟ้าภายใต้ความต่างศักดิ์สูงเป็นพิเศษ รวมทั้งโปรแกรมการควบคุมการ ทำงานของแบตเตอรี่ ประสบการณ์และความก้าวหน้าทางวิศวกรรมยานยนต์เหนือระดับทั้งมวลที่ได้รับมานั้น ล้วนแล้วแต่ถูกถ่ายทอดต่อไปยังรถสปอร์ต 4 ประตูต้นแบบเปี่ยมสมรรถนะในสมญานาม Porsche Mission E ด้วยเทคโนโลยีจากระบบขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้าแรงดันสูงถึง 800 โวลต์ และแน่นอนว่าความ ล้ำหน้าของรถต้นแบบคันดังกล่าวจะต้องได้รับการส่งต่อไปยังรถสปอร์ตรุ่นต่างๆ ในสายการผลิตปกติซึ่ง กำลังจะเผยโฉมออกมาในอนาคตอันใกล้นี้ ในฐานะของรถสปอร์ตที่ขับเคลื่อนด้วยพลังงานไฟฟ้าอย่างสมบูรณ์แบบคันแรกจาก Porsche.

อาคม รวมสุวรรณ
E-Mail chang.arcom@thairath.co.th


Facebook https://www.facebook.com/chang.arcom


https://www.facebook.com/ARCOM-CHANG-Thairath-Online-525369247505358/

ไฮบริดบ้าพลัง Le Mans Prototype Porsche 919 Hybrid เครื่องยนต์ เบนซิน V4 2.0 ลิตรเทอร์โบกำลัง 500 แรงม้าบวกมอเตอร์ไฟฟ้ากำลัง 400 แรงม้า !!! 18 ส.ค. 2559 22:34 19 ส.ค. 2559 10:04 ไทยรัฐ